Les chercheurs ont développé un capteur de pression ultrafin qui peut être fixé directement sur la peau et mesurer comment les doigts interagissent avec les objets pour produire des données utiles pour les applications médicales et technologiques. Le capteur a un effet minimal sur la sensibilité et la capacité des utilisateurs à saisir des objets, et il est résistant aux perturbations causées par le frottement. L'équipe espère également que leur capteur pourra être utilisé pour la nouvelle tâche d'archivage numérique des compétences des artisans.

Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles les chercheurs souhaitent enregistrer le mouvement et d'autres détails physiques associés aux mains et aux doigts. Nos mains sont nos principaux outils pour interagir directement avec, et manipulant, matériaux et nos environnements immédiats. En enregistrant la manière dont les mains effectuent diverses tâches, il pourrait aider les chercheurs dans des domaines tels que le sport et les sciences médicales, ainsi que la neuro-ingénierie et plus encore. Mais capturer ces données n'est pas facile.

"Nos doigts sont extrêmement sensibles, si sensibles, En réalité, qu'une feuille de plastique ultrafine de quelques millionièmes de mètre d'épaisseur suffit à affecter les sensations de quelqu'un, " a déclaré le conférencier Sunghoon Lee du groupe Someya à l'Université de Tokyo. " Ainsi, un capteur portable pour vos doigts doit être extrêmement fin. Mais cela le rend évidemment très fragile et susceptible d'être endommagé par des frottements ou des actions physiques répétées. Afin de surmonter cela, nous avons créé un matériau fonctionnel spécial, fin et poreux, appelé capteur nanomesh. »

Lee et son équipe ont créé deux types de couches pour leurs capteurs. Les deux couches ont été fabriquées par un processus appelé électro filage, qui ressemble à une araignée qui tisse sa toile. L'un est un treillis isolant en polyuréthane avec des fibres d'environ 200 nanomètres à 400 nanomètres d'épaisseur, environ un cinq centième de l'épaisseur d'un cheveu humain. La deuxième couche est un réseau de lignes en forme de pochoir qui forme le composant électronique fonctionnel du capteur. Ceci est fait d'or et utilise un cadre de support en alcool polyvinylique, souvent trouvé dans les lentilles de contact, qui après fabrication est emporté pour ne laisser que les traces d'or qu'il supportait. Plusieurs couches se combinent pour former un capteur fonctionnel de pression et de mouvement.

"Nous avons effectué une série de tests rigoureux sur nos capteurs avec l'aide de 18 sujets de test, " a déclaré Lee. " Ils ont confirmé que les capteurs étaient imperceptibles et n'affectaient ni la capacité de saisir des objets par friction, ni la sensibilité perçue par rapport à l'exécution de la même tâche sans capteur connecté. C'est exactement le résultat que nous espérions."

C'est la première fois au monde qu'un capteur monté sur le bout des doigts sans effet sur la sensibilité de la peau est démontré avec succès. Et le capteur a maintenu ses performances en tant que capteur de pression même après avoir été frotté contre une surface avec une force de 100 kilopascals, à peu près équivalent à la pression atmosphérique, 300 fois sans casser. Une nouvelle application que l'équipe aimerait voir est l'archivage numérique d'artisanat délicat par des artisans ou même le travail de chirurgiens hautement qualifiés. Si ces processus peuvent être enregistrés, il pourrait devenir possible de former des machines à la manière d'effectuer des tâches avec un degré de fidélité plus élevé qu'auparavant.